探究安培力 学案

探究安培力    学案

                         经典例题

【例1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是[    ]

A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大

B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向

C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同

D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关

解答：正确的应选D．

点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关．

【例2】如图16－14所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试在图中标出磁场方向．C、D、E图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源的正负极．

 

 

 

 

 

解答：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端为电源负极．

点拨：根据左手定则，电流在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面．

【例3】画出图16－15中导线棒ab所受的磁场力方向．

点拨：画出正视图后，再用左手定则判定．

【例4】在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F＝0，可采用下列方法中的（     ）   

A．把电流强度增大到某一值

B．把电流强度减小到某一值

C．使电流I反向

D．使磁场B反向

点拨：用左手定则判定出磁场力方向，再根据平衡知识解决．

参考答案：A

a

b

c

d

【例5】例1、如图所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b、c、d处，通电电流大小相同，方向如图。a位于bd中点。则a点的磁感应强

度方向是(    )

A．垂直纸面指向纸里                      B．垂直纸面指向纸外

C．沿纸面由a指向b                        D．沿纸面由a指向c

解析：根据安培定则：b、d两根导线在a点形成的磁场，磁感应强度大小相等，方向相反，合磁感应强度应为零，故a点磁场就由通电导线c来决定，根据安培定则在a点处的磁场，磁感应强度方向应为沿纸面

由a指向b，正确选项为C。

【例6】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（）

A．顺时针方向转动，同时下降

B．顺时针方向转动，同时上升

C．逆时针方向转动，同时下降

D．逆时针方向转动，同时上升

解析：根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力，B端受直纸面向外的安培力，故导线逆时针转动；假设导线自图示位置转过90°，由左手定则可知，导线AB受竖直向下安培力作用；导线下降，故导线在逆时针转动的同时向下运动，

所以本题答案应选C。

【例7】例如图所示，倾角为 θ的光滑斜面上， 有一长为L，质量为 m的通电导线，导 线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？

解析：导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F与F＇垂直时，F有最小值，如图，即安 培力方向平行于斜面向上，F＝mgsinθ，又因为当导体棒与磁感应强度垂直时，安培力最大，故本题所求最小磁感应强度 B＝mgsinθ/（IL），方向为垂直斜面向下。

 

跟踪反馈

 

一、选择题

1．下列说法正确的是（ D  ）

A．磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L，通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值．

B．一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零．

C．因为B＝F／IL，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比．

D．磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关．

2．两条导线AB和CD互相垂直，如图所示，其中的AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将（ B ）

A．顺时针方向转动，同时靠近AB．B．逆时针方向转动，同时靠近AB．

C．顺时外方向转动，同时远离AB．D．逆时针方向转动，同时远离AB．

3．如图所示通电闭合线框abc处在匀强磁场中，它受到磁场力的合力： (D)

A．方向垂直于ab斜向上．B．方向垂直于ac斜向上．

C．方向垂直于bc向下．D．为零．

4．相互绝缘的直导线和环形导线，通以如图所示的电流 和 ，若环形导线固定不动，则直导线将：(C)

 

A．向左移动．B．顺时针移动．C．向右移动．D．逆时针移动．

5．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的句强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时是线上有拉力．为了使拉力等于零，可以：(C)

 

A．适当减小孩感应强度．    B．使磁场反向．

C．适当增大电流强度．      D．使电流反向．

6．水平桌面上放条形磁铁，磁铁正中上方吊着导线与磁铁垂直，导线中通入向纸内的电流，如图所示，产生的情况是：（  BD  ）

 

A．悬线上的拉力没有变化；B．悬线上的拉力变大；

C．悬线上的拉力变小；D．条形磁铁对桌面压力变小．

二、填空题

1、通电导体在磁场中要________的作用，它受力的方向跟________方向和________方向有关，而且这个力的方向既跟________方向垂直，又跟________方向垂直．

答案：受到力　电流　磁感线　磁感线　电流

 

2、通电线圈在磁场中能够________，当线圈平面跟磁感线________时，线圈所受的磁场作用力是一对平衡力．

答案: 转动　垂直

3、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB固定，CD可自由活动，当通以如图所示电流后，CD导线将        （填顺时针或逆时针）方向转动，同时     （填靠近或远离）AB。

答案：逆时针，靠近

 

三、计算题

1、如图所示，悬挂着的通电圆环能绕竖直对称轴自由转动.在圆环正

下方有垂直于纸面的固定直导线，当直导线中通有流向纸内电流时，通

电圆环将如何动?

答案：左侧向外，右侧向里        

 

 

2、. 如图所示，在条形磁铁的正上方悬挂着一个环形线圈，开始时线圈与条形磁铁处在同一竖直面中，当线圈中通以逆时针方向的电流时，线圈将如何动?

答案：右侧向外  左侧向里

 

 

 

 

3、如图12-18所示，闭合线框用细线悬挂，使条形磁铁跟线框居于同一平面内，若让磁铁固定不动，给线框通以abcd方向的电流，通电后线框将怎样运动?

 

答案：逆时针转动，并靠近磁铁

 

能力提升

一、选择题

1、下列说法中错误的是(ABCD    )

 A.磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为ｌ的一小段导线放在该处时所受磁场力F与Ｉ、ｌ的乘积的比值

B.一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场

C.一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在Ｂ处大，则Ａ处磁感应强度比Ｂ处的磁感应强度大

D.因为Ｂ＝Ｆ／ＩL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线ＩL乘积成反比

2、如图所示，a、b是两根靠在一起的平行通电直导线，其中电流分别为I_A和I_B(已知I_A＞I_B)，电流方向如图.当给垂直于a、b所在平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场时，导线a恰好能处于平衡状态，则导线b的受力情况与加磁场B以前相比( C   )

A.不再受磁场力作用          B.所受磁场力是原来的2倍

C.所受磁场力小于原来的2倍      D.所受磁场力大于原来的2倍

3、如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从 上往下看）（  C ）

　　A．顺时针方向转动，同时下降

　　B．顺时针方向转动，同时上升

　　C．逆时针方向转动，同时下降

　　D．逆时针方向转动，同时上升

二、填空题

1、一根长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环的电流方向如图

所示，则环受到的磁场力等于          。

               答案：零

三、计算题

1、导线AB与CD跟金属导轨MN、PQ紧密接触（都是裸线），磁感线方向如图12-17所示，如果外力F拉着AB向右运动，CD将会怎样运动?（不计摩擦）

 

答案：向右